基于几何特征的在线手绘流程图识别

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1、基于几何特征的在线手绘流程图识别为减少绘图设计软件繁琐的操作步骤，提出基于图元几何特征的在线手绘流程图识别方法.该方法首先识别用户笔画线元，对识别出的线元进行拟合并记录其属性信息，然后以流程图基本图形为单位，利用构成图元的笔画几何特征及笔画间的几何关系识别具体图形.整个识别过程简单、快捷、准确性较高，对用户绘图笔画顺序无要求，适用于不同用户的绘图习惯.己关键词：流程图；图元；几何特征；在线手绘图识别TP391.41AOnlinehand-sketchedflowchartrecognitionbasedongeometri

2、cfeaturesZHANGXiaoliang,SUNGenzheng,LIAODaxiong,WANGShuxia(SchoolofMechatronics,NorthwesternPolytechnicalUniv.,Xi’an710072,China)Abstract：Toreducethecomplexoperationstepsingraphicsdesigninganddrawingsoftware,anonlinehand-sketchedgraphicsrecognitionmethodisproposed

3、forflowchartbasedongeometricfeaturesofgraphicsunit.Theapproachrecognizesuser?ssketchedgraphicsthroughfirstlyidentifyingthekindsoflinesforinputtingstrokes,regulatingthestrokestogeometriclinesandrecordingtheattributeinformationofthestrokes.Thenuser’ssketchedgraphics

4、areidentifiedbyapplyinggeometricfeaturesofthestrokesandgeometricrelationsbetweenstrokesingraphicsunit.Thewholerecognitionprocessissimpleandagilewithhighveracity.Andthemethoddocsn?trequirethefixedorderofsketchedstrokesandisapplicabletodifferentusers.Keywords：flowch

5、art:graphicsunit;geometricfeatures:onlinehand-sketchedgraphicsrecognition0引言现今的设计软件多采用菜单和图标驱动的输入方式，繁琐的操作步骤阻碍工程师的思维，降低设计效率；草图系统作为设计师表达与交流概念的新兴工具成为近几年的研宄热点之一.该系统以鼠标或绘图仪作为输入工具，利用计算机进行草图的智能化识别.目前，手绘图识别的研宄方法主要有以下几类：（1）统计方法［1］，基于圆锥曲线方程的线性最小平方匹配法，能实时分类手绘笔画，识别直线、椭圆弧和圆角；（2

6、）模糊推理方法［2-4］，用模糊逻辑和模糊知识，从草图的位置、方向、速度和加速度捕获绘图者的意图，实现草图识别；（3）儿何方法，文献［5］把手绘草图作为整体进行识别，需要进行平滑处理、提取圆弧段、识别节点、分解出直线段；再根据相邻3点的矢量建立角度相似函数，采用夹角角度值作为圆弧和直线段的提取特征，并给出角度的实验阈值，然后进行分类；（4）神经网络方法，文献［6］提出通过提取图素几何形状的内角特征，用二进制突触的权重算法BSW（含一个隐层的前馈网）进行识别的方法.这些方法或者只注重草图识别中的某一方面或某几方面，缺乏相对完

7、整的草图识别技术理论体系；或者没有屏蔽用户绘制习惯的差异，不具有良好的多用户适应性.本文针对手绘流程图，研究一种基于图元几何特征的识别方法，该方法适用于不同用户的绘制习惯，不依赖笔画顺序.同一图形存在不同的绘制方法，以笔画为单位进行识别限制用户绘图的自由性，而基于图元的识别可解除这种限制，即不必考虑用户绘制笔画顺序，以图元为单位进行识别.本文研究在线手绘流程图识别，针对流程图自身具有预定义组合图形过多、基本图形的几何特征较为明确的特点，采用基于图元几何特征的识别方法.该方法首先识别用户笔画线元，接着对其拟合，然后分析流程图

8、基本图形（以下称为图元）的几何特征，得出构成图元的线元间几何关系，最后综合利用线元、图元的几何特征对欲识别图元做出具体识别.该方法识别图元准确率较高，识别简单流程图快捷、方便.1笔画线元的识别与拟合笔画定义为落笔一移笔一提笔的过程.表现单纯线型最基本的儿何线条称为线元.本文定义的笔画线元有直线段、折线段